基于图像识别的大型平板滚球控制系统

发布时间：2020-10-14 12:31

　　 本文搭建了一套大型滚球控制系统。系统利用两个舵机分别控制平板的两个自由度,使得滚球在平板上完成静止和指定运动。实验结果证明,滚球识别正确率高达99%,到达目标位置时的中心点坐标误差在±5mm以内,满足在相对较低精度安装下的高精度控制,且系统整体的鲁棒性较强,为后续相关领域人员的研究提供了解决方案。
【部分图文】：

本文设计的大型板球控制系统尺寸为1m×1m×1.2m，采用STM32控制器，使用分辨率为720p的彩色高清摄像头。平板尺寸为65cm×65cm，平板上设置了9个直径大小为3cm和4.5cm的同心圆。按照大赛题目要求：滚球进入指定区域是指滚球投影与实心圆形区域有交叠，滚球停留在指定区域是指滚球边缘不出区域虚线边界，滚球进入非指定区域是指滚球投影与实心圆区域有交叠。平板结构示意图如图1所示。该系统总体分为运动采集模块、支撑臂控制模块、支撑臂执行模块三部分，总体设计框图如图2所示。

该系统总体分为运动采集模块、支撑臂控制模块、支撑臂执行模块三部分，总体设计框图如图2所示。摄像头作为运动采集模块采集图像信息，并通过图像识别获取滚球的位置信息，数据信息通过串口传输给STM32控制器，利用PID算法解算滚球位置，给支撑舵机发送相应PWM脉冲信号，从而实现滚球的静止、移动、追踪等复杂运动。板球系统模型如图3所示，整体结构如图4所示。其中，摄像头采集的帧数据处理得到球心坐标发送给控制器。控制器将计算滚球的加速度、速度、位置关系，给出控制信号使执行模块运动达到滚球运动的目的，算法设计流程图如图5所示。

摄像头作为运动采集模块采集图像信息，并通过图像识别获取滚球的位置信息，数据信息通过串口传输给STM32控制器，利用PID算法解算滚球位置，给支撑舵机发送相应PWM脉冲信号，从而实现滚球的静止、移动、追踪等复杂运动。板球系统模型如图3所示，整体结构如图4所示。其中，摄像头采集的帧数据处理得到球心坐标发送给控制器。控制器将计算滚球的加速度、速度、位置关系，给出控制信号使执行模块运动达到滚球运动的目的，算法设计流程图如图5所示。2 理论分析与计算
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本文编号：2840664